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電加熱器的功率選擇


發布時間:2018-4-16 16:18:12 來源: 瀏覽次數:

摘要:選擇功率是為了滿足加熱介質所需發熱量,是確保加熱器能實現加熱目的,正常運行的首選。 電加熱器由於電加熱的熱效率近似於1,可以這樣認為:電加熱器的功率即為發熱量。

上一篇AG亚游集团就電加熱器廣泛應用於高溫采暖爐效果怎麽樣做了詳細介紹和說明。 本篇文章AG亚游集团簡單的對電加熱器的功率選擇進行描述,作為專業的PTC加熱器,空氣能輔助加熱器生產製造廠家江蘇AG亚游集团電熱科技有限公司,將盡心整理發布各種相關知識,竭誠為您服務。

 選擇功率是為了滿足加熱介質所需發熱量,是確保加熱器能實現加熱目的,正常運行的首選。 電加熱器   由於電加熱的熱效率近似於1,可以這樣認為:電加熱器的功率即為發熱量。    1、功率選擇的考慮 電加熱器     功率的計算選擇應考慮以下三條: 電加熱器 ⑴ 從初始狀態,按規定時間要求實現加熱介質至設定溫度(工作溫度);       ⑵ 在工況條件下,發熱量足以維持介質溫度;       ⑶ 應有一定的安全裕度,一般取1.2。 電加熱器    顯然,從第⑴、⑵條選擇功率的較大者,乘以安全裕度就是應選的功率。     2、從初始狀態加熱所需功率的計算        (1) 靜態流體加熱比熱容(specific heat capacity)又稱比熱容量,通常用符號c表示,簡稱比熱(specific heat),是單位質量物質的熱容量,即是單位質量物體改變單位溫度時的吸收或釋放的內能。比熱容是表示物質熱性質的物理量。比熱容是單位質量的某種物質升高單位溫度所需的熱量。其國際單位製中的單位是焦耳每千克開爾文(J /(kg·K) 或 J /(kg·℃),J是指焦耳,K是指熱力學溫標,與攝氏度℃相等),即令1千克的物質的溫度上升(或下降)1攝氏度所需的能量。根據此定理,最基本便可得出以下公式: 電加熱器Q=cm⊿t 電加熱器Q為吸收的熱量;m是物體的質量,⊿T是吸熱(放熱)後溫度所上升(下降)值,初中的教材裏把⊿T寫成⊿t,其實這是很不規範的(AG亚游集团生活中常用℃作為溫度的單位很少用K,而且⊿T=⊿t,因此中學階段都用⊿t,但國際上或者更高等的科學領域,還是使用⊿T)。 電加熱器物質的比熱容與所進行的過程有關。在工程應用上常用的有定壓比熱容Cp、定容比熱容Cv和飽和狀態比熱容三種。 電加熱器定壓比熱容Cp:是單位質量的物質在壓力不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。 電加熱器定容比熱容Cv:是單位質量的物質在容積(體積)不變的條件下,溫度升高或下降1℃或1K吸收或放出的內能。 電加熱器飽和狀態比熱容:是單位質量的物質在某飽和狀態時,溫度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的熱量設有一質量為m的物體,在某一過程中吸收(或放出)熱量ΔQ時,溫度升高(或降低)ΔT,則ΔQ/ΔT稱為物體在此過程中的熱容量(簡稱熱容),用C表示,即C=ΔQ/ΔT。用熱容除以質量,即得比熱容c=C/m=ΔQ/mΔT。對於微小過程的熱容和比熱容,分別有C=dQ/dT,c=1/m*dQ/dT。因此,在物體溫度由T1變化到T2的有限過程中,吸收(或放出)的熱量Q=∫(T2,T1)CdT=m∫(T2,T1)cdT。 電加熱器一般情況下,熱容與比熱容均為溫度的函數,但在溫度變化範圍不太大時,可近似地看為常量。於是有Q=C(T2-T1)=mc(T2-T1)。如令溫度改變量ΔT=T2-T1,則有Q=cmΔT。這是中學中用比熱容來計算熱量的基本公式。與比熱相關的熱量計算公式:Q=cmΔT 即Q吸(放)=cm(T初-T末) 其中c為比熱,m為質量,Q為能量熱量。吸熱時為Q=cmΔT升(用實際升高溫度減物體初溫),放熱時為Q=cmΔT降(用實際初溫減降後溫度)。或者Q=cmΔT=cm(T末-T初),Q>0時為吸熱,Q<0時為放熱。電加熱器(涉及到物態變化時的熱量計算不能直接用Q=cmΔT,因為不同物質的比熱容一般不同,發生物態變化後,物質的比熱容變化了快熱”效果,快熱式電熱水器取消了儲水罐,使冷水在進入加熱管後產即被加熱,這就要求加熱管有較大的功率,家用電熱水器一般采用方便可靠的電熱絲加熱。根據熱水及流體力學原理結合實際實驗室測試,可以得到水溫與流時、加熱功率之間的關係對於加熱的控製,最簡單的方法是由若幹不同功率的電熱絲組合得到幾種加熱功率,但由於快熱式熱水器的加熱功率比普通的大,且檔位設置較多,用電熱絲組合的方法需要幾組電熱絲和繼電器,成本較高且工作可靠性降低,所以比較理想的辦法是采用可控矽控製功率,電路簡單且控製方便。 電加熱器  溫度檢測的方法較多,最經典的方法就是用熱敏電阻(或熱敏傳感器)組成電橋來采集信號,再經放大、A/D轉換後送單片機。目前比較先進的方法是采用專門的集成測溫傳感器(例如DS18B20),直接將溫度轉換成數字信號傳送給單片機。為簡化電路、降低成本,本文采用了溫度/頻率轉換測溫法,直接將溫度信息轉換成頻率信號,用單片機測出頻率大小,從而間接測出溫度值,溫度/頻率轉換電路簡單可靠,成本低廉。快熱式熱水器控製係統電路如圖1-2所示,由7部分電路組成:單片機係統及外圍電路、電源電路、按鍵輸入電路、LED顯示電路、蜂鳴報警電路、加熱控製電路和溫度檢測電路。 電加熱器  控製器采用成本低廉且工作可靠的89C51,采用12MHz晶振。89C51對電源要求並不嚴格,電源電路采用普通的市電經降壓整流,然後經集成穩壓器(7805)穩壓輸出+5V電壓。按鍵采用輕觸小按鈕。顯示電路采用兩位共陽數碼管,由2個三極管9012驅動,3個LED批示燈用於指示加熱功率。報警電路采用5V自鳴式蜂鳴器。加熱控製電路原理圖,電熱絲的加熱功率由雙向可控矽來控製,單片機通過光耦給可控矽觸發信號,控製可控矽的導通角,從而控製電熱絲的有效加熱功率。為了在關機和超溫保護的狀態下能可靠地關斷加熱電源,電路中加入繼電器來控製加熱電源。其中串聯在繼電器線圈回路的熔絲為105℃的熱保險絲,當溫度超過105℃時,熱保險絲會熔斷,防止加熱管幹燒。與電熱絲並聯的LED發光管用來指示電熱絲的工作狀態。按快熱式熱水器的功能,係統程序必須實現以下任務:顯示掃描,按鍵掃描的處理,加熱控製,溫度檢測(包括超溫報警)。51係列單片機實現多任務運行的方法就是分時複用,在程序設計時要相應地分配好各任務的CPU占用時間。對以上幾個任務稍加分析可以看出,顯示掃描、按鍵和加熱控製任務相對而言有實時要求,而溫度檢測任務則可用定時

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